消声器前盖-冲压课程设计1资料

1、广西工学院鹿山学院 冲压工艺与模具设计 课程设计 说明书 设计题目 消声器前盖落料拉升复合模设计 系 别 机械工程系 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 日期 目录 摘要 课程设计的目的 课程设计的内容与要求 零件说明 工艺性分析 材料说明 工艺方案确定 模具总体结构确定 零件排样与材料利用率 排样如图 计算利用率 工件展开尺寸计算 工艺计算 1 拉深次数计算 拉深力计算 落料力计算 拉深压边力计算 计算卸料力 压力机公称压力计算及初选择 压力中心计算 七 工作零件尺寸计算 1 落料凸模与凹模的刃口尺寸计算 。 2 落料凸模强度校核 。 3 拉深凸、模工作部分结构和尺寸设计 。 八 模具主要零

2、部件的结构工艺设计 。 。 1 落料凹模的设计 。 。 。 2 导料板选择及尺寸计算 。 。 3 。 卸料板的设计与尺寸计算 。 4 。 挡料销的选择 。 。 3 垫板的设计 。 4 拉深压边装置和顶件装置及顶杆的设计 。 5 凸模固定板的设计与计算 。 8 模架闭合高度计算、落料拉深凸凹模设计及尺寸计算 。 9 凸凹模结构设计及计算 。 10 凹模的周界尺寸计算及模架是选择 11 推件块及打料杆的设计及尺寸计算 。 12 弹性件的设计 。 。 （1）、橡胶尺寸计算 。 。 （2）、小钢板的尺寸设计 。 （3）、橡胶的放置与下模座槽的尺寸设计 。 。 13 顶杆设计 。 九 紧固零件及定位零件

3、的选择 。 。 1 上模座与凸凹模紧固零件选择 。 。 2 下模座紧固零件选择 3 拉深凸模的紧固零件选择 十 小结 致谢 参考文献 一、课程设计的目的 模具课程设是在完成 模具设计 理论教学之后进行的一次综合 训练，其目的在于加强学生对该课程所学内容的综合应用能力， 了解 模具设计的过程与步骤， 从而使学生分析问题、 解决问题的能力得以 提高。 二、课程设计的内容与要求 要求完成 1 个冲压件工艺路线的制定及模具设计工作，主要内容 有： 1. 分析下发冲压件的工艺性，制定零件的加工工艺路线。 2. 完成相关工艺计算，具体包括：模具工作零件刃口尺寸计算、 零件压力中心计算、零件排样图计算、冲压

4、力计算等相关工艺计算。 3. 确定模具结构， 绘制模具装配草图。 草图要求按照正式装配图 1： 1 绘制，图面上应绘有主、俯视图，零件图、排样图以及标题栏 和明细表，在绘制工程中，完成模架、模柄、螺钉、销钉等标准件的 选用工作。 4. 绘制装配正式图纸。 5. 绘制指定的模具零件图， 零件图上应标明所有尺寸、 公差以及 技术条件。 6. 编写设计说明书 三、零件说明：消声器前盖 -如图 1 技术要求 1 材料： 08F， t=1.5mm 2 大批量生产 3 表面镀锌 四、工艺性分析 （ 1）、该件为 08F，强度低、塑性、韧性好，易于拉冲、拉延、弯曲 b 等，抗剪强度 =270-340Mpa，

5、抗拉强度不小于 =300Mpa，拉深的 尺寸为自由公差，屈服强度 s=180Mpa，此全部满足落料拉深的要 求，该件的尺寸等级精级不高，可用普通膜。 （2）、工艺方案确定：经过分析，确定该件的加工工序为：落料、反 拉深局部变形冲孔翻孔。 （3）、模具总体结构确定 因为该件需要大批量生产， 中心与外缘的相对位置有要求， 且该板料 薄，从经济性等方面考虑，采用落料拉深复合模为宜，从工件的结构 尺寸方面考虑，该件属于对称零件，采用对角导柱模架形式，该模架 能够承受较大的力适合中小型模具， 能够满足加工要求， 工作时能够 保证上下动作平稳，并能承受一定的偏载，不易变形，从而能够有效 的保证凸凹模，其结

6、构大体如图示： 五、零件排样及材料利用率 1、 排样如图： 查模具大典表 19.1-17 得该材料零件的搭边值： a=2.5mm，a1=2mm 考虑到材料的料头、料尾、搭边等余料的消耗，影响材料的利用率， 但过小则会降低材料进给的送料强度，所以料头料尾余 2mm 余量， 2、计算利用率： 计算零件展开尺寸：形状如下图 尺寸计算公式：查速查手册表 2-33 得 2 2 2 2 2 D= d12 6.28rd 1 8r 2 4d2h 6.28r1 d 2 4.56r12 d42 d32 则长轴方向尺寸为： D= 2502 6.28 5.75 250 8 5.752 4 261.5 13.5 6.2

7、8 3.75 261.5 4.56 3.752 3002 2692 331.33mm 短轴方向的展开尺寸为： D1 = 902 6.28 5.75 90 8 5.752 4 101.5 13.5 6.28 3.75 101.5 4.56 3.752 1402 1092 165.14mm 则板料的面积为： 331.13 165.14 2 A= ab=3.14 42951.94mm2 22 因为 a=2.5mm,a1=2mm 则每一个步距冲裁版聊的进给面积 A 总 =(331.33+2.52) (165.14+12)56214.20mm2 则材料的利用率 = A 100%=42951.94 100

8、%76.41% A总56214.20 落料的外轮廓长度： L=2 b+4(a-b) =2 3.14 165.14 +4( 331.33 165.14 )=850.92mm 反拉深外轮廓长度： 103 263 103 L1=2b1+4（a1-b1 ）=23.14103 4 （263 103）643.42mm 1 2 2 2 六、工艺计算 （ 1）、拉深力计算 1、 拉深次数计算： 因为该件拉深的深度不大， 属于低型拉深，长轴方向的圆弧半径较小， 则通过计算 R/B=40/100=0.40.5 取 P=2.02.5，取 P=2.5Mpa 开始落料拉深时工件展开尺寸： a=331.33 / 2=16

9、5.665mm， b=165.14 / 2=82.57mm； 未压边尺寸： a1 269/2 134.55mm，b1 109/2 54.5mm ； 则压边的面积为： A= （ab- a1b1）=3.14（ 165.66582.57-134.554.5） 19934.95 mm2 则压边力F y =AP=19934.95 2.549837.37 N49.84 KN （5）、卸料力计算 因为该件属于中小型复合模，所以初选刚性卸料板： 根据经验公式： Fx KxF查书表 3-11 Kx =0.040.05，取 K x =0.05 F为卸料力， 则 F x =0.05497.82424.89 KN （

10、6）、压力机公称压力计算及选择 - 11 - 压力机的公称压力必须大于或者等于冲压是所需要下压的力， 计算总 压力原则上只计算同时发生的力， 则 Fz=Fx F落料 Fy F拉深 =24.89+497.8+49.84+231.64=804.17 KN 则选择的压力机公称压力必须大于 804.17 KN ，初选公称压力为 1000KN 的开式压力机。 （7）、冲模压力中心的确定 改工件形状为一个 X 轴 且 Y 轴对称， 且板料厚度均匀， 冲裁与拉深 时外轮廓同时施力冲裁与拉深， 则其压力中心位于工件轮廓图形的几 何中心。 工件图如下 七、工作零件尺寸计算 （1）落料凸模与凹模的刃口尺寸计算08

11、 钢 查 速 查 手 册 表 3-13 得 该 钢 的 冲 裁 双 面 间 隙 - 12 - Zmax0.12， Z min 0.08 。 查大典表 19.1-9 凸模极限下偏差 p 0.035 ，凹模极限上偏差 d 0.050 。 查未注冲裁公差尺寸的极限偏差 表 1 得该件尺寸公差为 0.7 ， 则 =1.4 查大典表 19.1-10系数 X 得 X=0.5 则用分别加工法计算： 落料： 校核间隙： p d =(0.035+0.05)=0.085mm Zmax Zmin 0.12 0.09 0.04h，说明满足使用条件； 2、当凸凹模下降刚接触板料时，导柱必须进入导套长度不应小于 1020

12、mm，则当凸凹模下降刚接触板料时， 导柱进入导套的实际长度 L=160-(329+15-280)=96mm1020mm，则说明使用要求。 3、其他结构尺寸设计 因为凸凹模的强度远远足够，且尺寸较大，形状对称，无特殊性能等 要求，则凸凹模凸台高度 h=10mm，凸台宽度 b=10mm，因凸凹模高 度为 111.5mm，扣除行程和安全高度后为余 111.5-15-15=81.5mm，尺 寸远远足够，即内部板厚度取 H=30mm 即可， 其结构图示： - 25 - （10）、凹模的周界尺寸计算及模架是选择 因为凹模半的尺寸为L B550mm336mm 则其周界尺寸L B630mm400mm 因其实际

13、闭合高度 H=329， 查大典表 22.4-2 得 上模座： 630400 65GB/T 2855.1 下模座： 634400 80GB/T 2855.2 导柱： 50 280 ；55280GB/T 2861.1 导套： 50 16063 ； 55 16063GB/T 2861.6 （11）、推件块及打料杆的设计及尺寸计算 1、 因为该装置只在完成复合工序后起推件作用，且推力不大，采用 手动打料机构， 无特殊作用要求， 但考虑从其推力的均衡分布和尽可 能减少对模柄和模座的强度削弱， 且工作尺寸， 所以使推块与凹模呈 较松的间隙配合即可，通过凹模导向，这里取间隙C=0.5mm，查大 典 22.5

14、-62 JB/T7650.4 因模具尺寸过大 没有配套的尺寸， 所以另外 设计外形与尺寸： 推板厚度取 H=20mm 即可，已满足使用要求， 初设计为推件块外轮廓与拉深凹模互相间隙配合， 则长轴方向尺寸为： a=D d 拉深凹模 -2C=262.86-20.5=261.86mm 短轴方向尺寸为： b=dd 拉深凹模 2 C =102.86-2 0.5=101.86mm - 26 - 中间设置一个 12mm 通孔的螺纹孔，供打料杆连接固定。 形状如图示： 3、打料杆的设计： 采用刚性手动打料杆，因无特殊强度要求，且推力不是很大，所以设 置杆直径为 12mm，两头设置螺纹，进入推板的距离设置螺纹长

15、度 为 15mm ，初设计凸出上模座得长度为20mm ，则打料杆的长度 L=111.5-20+15+10+65+30=201.5mm，则取 L=208mm，与凸凹模、垫 板、上模座的配合单边间隙为 0.5mm。 如图示： （12）、弹性件的设计 =10%， 则初取 1、 因为压边力 Fy =49.84KN 预算过如果选用弹簧， 则需要的很大的空间放置， 并且因为压力较大 弹簧的数量较多，所以采用橡胶弹性装置，选择橡胶的与压缩量 且选择矩形橡胶，与工件外形对应，相差不大， - 27 - 橡胶的长 A=240mm 因为橡胶中间穿过直径为 12mm 的螺钉，所以 通孔直径取 13mm，计算橡胶面积，

16、需扣除其面积， 根据橡胶计算面积公式 2 A=ab= F ,则取一边长 a=240mm， 则另一边长度 b=( F d )a， P p 4 当达到工作行程时取压缩量为 40%，则通过冲压工艺及重模设计 图 3-65 2 查得此时 P2.4N/mm 钢板的尺寸设计 因为钢板起着对顶杆支撑的作用， 所以尺寸必须大于顶杆分布的的轮 廓尺寸， - 28 - ， 则 b=( 49840 3.14 13 )24087mm 2.4 4 根据公式 h自由h工作 ；择取行程为 0.3，则 h自由 15 50mm, 自由 0.25 0.3自由 0.3 则橡胶板自由外形尺寸为a*b*h=240 8750mm 预压缩

17、量为 10% 50=5mm， 橡胶实际高度 H=50-5=45mm 中间为 13mm 通孔， 结构尺寸如图示： 因为顶杆在落料凹模与拉深凸模间分布， 则可设计尺寸为落料凹模的 外形尺寸相差不大，太大则需要在下模座挖足够的宽度和深度槽放 置，加强的了对下模座垫板的强度要求，所以尺寸不宜过大，满足使 用要求即可， 则设计其外形 尺寸为 L B=331166mm 即可，与落料凹模外形尺 寸对应， 则钢板的外形尺寸： LBH=33116610mm 结构如图示： 3、橡胶的放置与下模座槽的尺寸设计 因为模具结构等因素限制， 将橡胶板放置于下模座垫板下方， 与拉深 凸模外形对应着摆放， 且需将下模座挖一矩

18、形槽供橡胶摆放并提供足 够的弹力， 本模具采用橡胶板上放置一个足够强度的钢板， 钢板与橡 胶上表面贴紧平放，通过钢板上的 4个对称分布的顶杆对顶件块提供所需要的弹力，钢板是厚度设计为 10mm。 则下模座的槽高度尺寸为： 长度 =橡胶板外形尺寸 + 橡胶弹性横向膨胀安全长度 这里取安全量为 40mm - 29 - 则 对应拉深凸模长轴方向的槽长度 L=240+40=280mm， 对应拉深凸模短轴方向的槽宽度B=87+40=127mm，取 B=130mm 槽深度 H=橡胶的高度 +钢板厚度，则 H=50+10=60mm 则槽的轮廓尺寸为： LBH=28013060 的矩形槽。 因为橡胶板上还有尺

19、寸比橡胶大的钢板， 所以还需要开一个阶梯 槽给钢板工作时活动， 垂直壁槽与钢板外轮廓呈小的间隙配合， 工作 时可通过槽壁其水平方向的一定程度的固定， 还可以起到一定导向作 用，则取单边间隙值 C=0.25mm， 阶梯槽深度 H=小钢板厚度 +橡胶与压缩高度 +拉深深度 +安全高度 取安全高度为 5mm，即可 则阶梯槽阶梯处轮廓尺寸： 则阶梯槽阶梯深度 H=10+5+15+5=35mm 长轴方向 L1 钢板长度 +2间隙值 =331+20.25=331.5mm 短轴方向 B1= 钢板宽度+2间隙值=166+20.25=166.5mm 。 总体结构如图示： 13）、顶杆设计 - 30 - 顶杆高度

20、 H=顶快下表面孔面至下模座凹槽钢板上表面的高度 即 H=5+25+20+5=55mm，查大典表 22.5 61 得 选择 顶杆 12 55 JB/T 7650.3 与下模座垫板的单边配合间隙 C=0.5mm 九、 紧固零件及定位零件的选择 （1）、 上模座与凸凹模紧固零件选择 上模座凸凹模通过固定板对凸模进行水平方向的固定， 垂直方向通过 4 个内六角圆柱头螺钉穿过垫板和固定板紧固，使用 2 个圆柱销定位，查大典表 22.6-1 和表 22.612 选择： 螺钉：内六角圆柱头螺钉 4M1675 GB/T 70.12000 销： 不锈钢圆柱销 220 m685 GB/T 119.12000 （

21、2）下模座紧固零件选择 通过 4 个内六角圆柱头螺钉穿过下模座、垫板、凹模、导料板最后和 卸料板紧固， 2 个尺寸大的不锈钢圆柱销定位，差大典表 22.5-61 和 表 22.6 12 选择： 螺钉：内六角圆柱头螺钉4 M20 160GB/T 70.12000 销： 不锈钢圆柱销2 20 m6165GB/T 119.1 2000 （3）、拉深凸模的紧固零件选择 采用 1 个圆柱头卸料螺钉和 2 个内六角圆柱头螺钉紧固定位， 其中卸料螺钉不仅可以紧固和定位凸模作用， 还可宜防止弹性橡胶板 - 31 - 工作时前后的位移，对橡胶板起到粗定位作用； 查大典表 22.563 和表 22.61 选择： 卸料螺钉：圆柱头卸料螺钉1 M1290GB/T 3098.3 2000 螺钉： 内六角圆柱头螺钉2 M10 35GB/T 70.1 2000 小结 两个星期的课程设计已经结束， 经过这两个星期的奋战， 我的课程设 计终于圆满完成了。虽说不是很好，但自己努力了。通过这次课程设 计发现自己有太多的不足， 不论是理论知识上， 还是实践动手能力上， 与同学都有很大的差距。尤其是在专业知识方面，特别的薄弱，基础 知识不扎实，导致在做课程设计过程中磕磕